國外eVTOL研發案例探討

如今，潛在的空中交通運營商與客戶實施的商業案例正在迅速變化，需要重新定義下一代電動飛機的飛行任務，更新后的飛行任務通常擁有比大多數主要由電池供電的第一代空中出租車航程（200千米）更遠，這一新興行業的前景正在被重塑。

城市內空運因地而異

專注于支持城市和支線空中交通基礎設施的澳大利亞初創企業Skyportz的首席執行官克萊姆·紐頓·布朗表示：“最初人們的想法是純電機型適合城市內部的短途旅行，這主要發生在人口眾多的全球主要城市，那里的交通堵塞嚴重且持續時間長，或者用于觀光等短暫的飛行任務。但在澳大利亞，短距飛行并沒有真正的實用性，因為我們還不夠擁擠。政策支持正在朝著區域連通性的方向發展，垂直起降港將為長途飛行的飛機提供進入城市的通道。”

在支持2個新的氫動力支線飛機項目的同時，德國政府在猶豫是否向兩個知名的eVTOL 開發商Volocopter與Lilium提供額外資金。

安吉洛·柯林斯是垂直飛行協會（VFS）的執行董事，該協會的前身是在1943年成立的美國直升機協會，是唯一一個為工程師、科學家和其他致力于推動垂直飛行行業發展的國際技術團體。柯林斯表示，eVTOL成功的關鍵不僅在于開發新飛機，還在于開發能夠有效、安全、可靠地滿足明確需求的飛機。雖然eVTOL是新產品，但這一概念并非首次提出。1937年，隨著美國主要城市的道路交通堵塞越來越延遲郵件的遞送，美國郵局開始測試使用自動駕駛飛機在郵局和客戶間運送信件。10年的時間里，美國郵局機隊在芝加哥、新奧爾良和華盛頓特區等城市的屋頂間穿梭，直到該服務被永久取消。柯林斯表示：“取消的原因是他們發現沒有人真的需要郵件在30分鐘內出現。我們目前仍處于第一代eVTOL的發展階段，第一代eVTOL有可能部署在中東和中國。因為eVTOL行業在短期內沒有那么有利可圖，而這兩個地區的政府似乎會更愿意承受早期的一些損失。但未來的收入會很高，可能要到第二代甚至是第三代eVTOL產品出現后才能實現盈利。”

截至目前，全球已經提出了1000多個空中出租車概念，現在估計仍有約250個項目在進行中。其中少數公司將在2025年底或2026年逐步實現商業服務。例如，Joby剛剛完成預生產試飛，Archer正在準備進行試點試驗。

混合動力受到市場青睞

下一代垂直起降初創企業正在探索采用混合動力推進系統，以提供更大的航程或運載能力。

運營商認為有效載荷對eVTOL的商業化非常重要。與多飛行32千米相比，多承載一名乘客或多個行李會帶來更高的收入。隨著未來電池提供更高的能量密度，設計更高的有效載荷余量將使未來能夠將額外的飛機重量轉化為更大的航程，有效載荷和速度能力將成為eVTOL產品間的重要區別。

新一代混合動力飛機制造商，例如來自美國加利福尼亞州長灘的Odys Aviation，該公司坐落在前麥道飛機的總部，擁有豐富的航空航天遺產。Odys的標志性飛行器將是Alta，這是一款可承載9人、2名飛行員設計的飛行器，有1個箱形機翼和16個螺旋槳，由混合動力傳動系統提供動力。飛行距離預計將達到1210千米，由雙能源推進——純電推進可航行高達315千米，可使用可持續航空燃料，飛行速度高達555千米/時，高度可達9.14千米。該公司創始人兼首席執行官詹姆斯·朵瑞斯希望在主要人口中心之間提供區域連接，同時通過寬敞的客艙和行李托運空間來改善航空旅行體驗。

滅火機大有用武之地

另外，還有一些引人注目的新型混合動力垂直起降飛行活動，既不會搭載乘客也不會搭載飛行員。

在澳大利亞，夏季高發的叢林大火經常無法通過公路到達。近年來，多架消防機在空中傾倒阻燃劑時墜毀，其中包括一架波音737和一架洛克希德·馬丁C-130，致3名機組人員喪生。總部位于悉尼的AMSL Aero 最近獲得了澳大利亞聯邦政府資助，開發一款自主垂直起降的消防飛機。它將基于該公司的Vertia原型機，擁有8個電機、輕型盒式機翼設計，具有氫電動力總成，能夠在296千米/時的速度下提供高達1000千米的續航里程。

“氣候變化正在增加各國對空中消防的需求，”其首席工程師表示，“盡管空中滅火是有效的，但高昂的人力成本和目前白天作業的限制是其顯著缺點。空域擁擠，火災周圍能見度低，以及使用老式飛機，都會造成危險操作。因此，我們將開發一款飛機，使消防隊能夠遠程預防并滅火。使用成群的自動駕駛飛機，就像擁有一支可以晝夜作戰的‘高科技飛行水桶隊’。它的零排放將能夠更長時間執行任務，不會造成更多氣候變化問題。”AMSL已經收到了多達20架無人駕駛飛機的初步訂單，用于運營客運、貨運以及空中救護航班。

AMSL首席執行官馬克斯·約克表示，該公司目前還沒有城市空中交通的計劃。“在澳大利亞，區域市場的交通服務嚴重不足。澳大利亞有28個城市的人口達到或超過3萬，其中15個城市擁有定期航班，13個沒有。”許多社區間也沒有聯系，而他們的飛機可以很容易地連接這些市場。“我們不會使用‘空中出租車’這個詞。城市空中交通是一個很難解決的問題，我們認為它的發展會晚得多。但當它發展起來時，我們會支持它。”

約翰·蘭福德是另一家初創公司——總部位于美國的Electra的董事長兼首席執行官，該公司正在開發一款可承載9人、混合動力、超短距起降的固定翼飛機，航程高達806千米。蘭福德在1989年創立了極光飛行科學公司，專注于開發用于全球氣候變化研究的自動駕駛飛機，包括電動和混合動力的垂直起降飛機。2017年，他將極光出售給波音，但繼續探索包括eVTOL變體在內的短程飛機的商業化。蘭福德表示：“我們建造和飛行了很多eVTOL，對eVTOL技術持樂觀態度，但從能源的角度來看，垂直起降非常昂貴，而電池無法提供充足的航程。如今美國很難再建造新機場，所以我們想開發、運營更實用的支線航班，且能獨立于跑道。”

蘭福德認可航空業對脫碳的關注和對可持續航空燃料的承諾，但表示這些舉措還不夠，“我們必須非常積極地尋求替代飛機，我非常看好混合動力飛機”。